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湘西江東灣銻金礦床成礦地質特征、控礦因素及深部找礦遠景分析

2021-04-08 07:33崔立峰吳永勝陳明輝張建國尹大改鮑振襄包覺敏
礦產與地質 2021年1期
關鍵詞:礦脈江東黃鐵礦

崔立峰,吳永勝,陳明輝,張建國,尹大改,鮑振襄,包覺敏,蔡 范

(1.湖南省有色地質勘查局二四五隊,湖南 吉首 416006;2.湖南發展集團礦業開發有限公司,湖南 長沙 410083;3.湖南辰州礦業股份有限公司,湖南 沅陵 419605;4.中國石化管道儲運有限公司襄陽輸油處,湖北 襄陽 441000)

0 引言

江東灣銻金礦床地處湖南溆浦縣境內,面積1.5 km2。長期以來,由于該礦床產出的塊狀輝銻礦石(俗稱"青砂")品位富,埋藏淺,產狀穩定,市場暢銷。各礦業公司主要開采銻礦,對金礦關注很少。礦區具有多年的找礦勘探歷史,雖然具有一定的規模,但是總體勘探程度不高,礦床規模有限,找礦前景不明朗。1990年中國有色金屬工業總公司礦產地質研究院與湖南有色地質勘查局二四五隊合作開展“溆浦龍王江礦田中金的賦存狀態、分布規律及遠景研究”專題,估算遠景儲量銻5萬噸,金10 t。1992年湖南有色地質勘查局二四五隊對江東灣銻金礦開展1∶2000地質測量,施工坑探506 m,槽探1135m3,民硐清理103 m,圈定V1、V2脈礦體2個,提交C+D級銻金屬量10 962 t,金金屬量717 kg。1995—1999年,湖南省地質礦產開產局四一八隊,重點對江東灣礦區及外圍開展地表地質及原生暈、土壤中汞氣測量等工作,以V1、V2脈為主兼顧其他礦脈,進行了中深部位坑、鉆控制,通過資源量估算,全區求得D+E級銻金屬量11 371 t,金金屬量5012 kg。2014年華東理工大學地球科學院重點通過對江東灣礦床0 m高程以下礦體坑道編錄、系統取樣和成礦規律研究等,圈定礦體5個,估算332+333金金屬量3032.77 kg,屬于小型礦山規模。筆者在該區從事數十年地質勘探工作的基礎上,結合近年找礦取得的新突破和礦山探采實踐所獲得的新資料,對江東灣銻金礦床的成礦地質特征、控礦因素、垂向分帶及深部找礦前景進行了分析和對比研究。目的是為了提高礦區的礦床地質研究程度,更好地認識礦區的成礦規律,促進礦區的勘探工作取得更大的找礦成果。

1 成礦地質背景

區域位于江南造山帶西南段雪峰造山帶中段,安化—靖州深斷裂和溆浦—五團深斷裂之間。雪峰造山帶是一條深切上地幔的大型韌性推覆構造帶,也是華南地區一條大型鎢銻金成礦帶[1],湖南省80%的金礦床(點)分布于該區,說明雪峰山造山帶前寒武紀變質基底具備優越的成礦條件和巨大的找礦前景。

出露地層主要有新元古界板溪群凝灰質石英砂巖、粉砂質板巖、板巖;其次為南華系富祿組凝灰質砂巖、含礫凝灰質砂巖及變質砂巖;震旦系—志留系含礫砂質板巖、頁巖、碳酸鹽巖。此外還零星分布泥盆系—中三疊統及白堊系等(圖1)。區內銻金礦床層控特征明顯,主要產于板溪群五強溪組淺變質巖系中,受層位和巖性控制[2]。

圖1 溆浦縣龍王江銻砷金礦帶區域地質圖Fig.1 Regional and geological map of Longwangjiang Sb-As-Au ore zone in Xupu County,Hunan1—第四系 2—白堊系 3—泥盆系至中三疊統 4—南華系至志留系 5—板溪群 6—背斜及倒轉背斜 7—向斜及倒轉向斜 8—斷層 9—黑云母花崗巖、角閃石、黑云母二長花崗巖 10—研究區

區域構造主要為一系列NE向復背斜、復向斜和同走向的推覆逆沖斷層。其間龍王江金礦集區產于NE向陶金坪復背斜及其兩翼平行分布的區域性斷層洞坪逆斷層(F1)和黑土坡正-平移斷層(F2)所夾持的上升隆起區。礦床主要賦存在復背斜軸部寬數百米至千余米的陡傾斜劈(片)理化帶或陡傾斜劈(片)理化帶與緩傾斜劈(片)理化帶過渡部位的斷裂破碎帶中[3]。

區內未見巖漿巖。但在礦區東南20 km的葛竹坪、小沙江一帶大面積出露加里東—印支—燕山期花崗巖復式巖基。據物探資料,區域西南20 km的小橫壟有隱伏酸性巖株存在,該巖株受辰山—中華山斷裂控制,通過區域洞坪斷層(F1)與礦區相溝通。

通過龍王江金礦集區及近外圍280 km21∶5萬水系沉積物測量,共圈出化探綜合異常11處,其中7處為Ⅰ級異常,異常規模大、強度高,Au、As、Sb元素組合齊全,異常濃集中心一般就是金銻礦富集地段[4]。因此,礦區具備較好的銻金礦找礦前景。

區域礦產主要為銻砷金礦床系列,包括金、銻、銻金、砷金礦床組合,沿陶金坪復背斜展布,長32 km,寬6 km,自北而南分布有南江坪金礦、桃坳金礦、江溪壟銻礦、江東灣銻金礦、泥潭沖金礦、白竹坪銻金礦和雁鵝界砷金礦等10多處銻砷金礦床(點)(圖2)。此外,礦區近外圍的失其洞—傘溪坳—硬嶺坳一帶的震旦紀和寒武紀地層中,見有銅、鉛鋅礦化,發育長9000 m、寬1000~3000 m的Au、As、Sb異常,為本區尋找銅、鉛、鋅礦提供了找礦方向。

圖2 龍王江金礦集區構造與礦床分布略圖Fig.2 Sketch map showing the regional structure and distribution of the deposits in Longwangjiang gold ore field1—上南華統南沱組—寒武系 2—下南華統富祿組 3—新元古界板溪群五強溪組 4—斷層 5—礦脈及編號 6—陡傾斜劈理帶 7—緩傾斜劈理帶 8—平行不整合界線 9—金礦床 10—銻金礦床 11—砷金礦床 12—銻礦床 13—銅礦化點 14—鉛鋅礦化點

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質特征

礦區出露地層單一,僅有板溪群五強溪組上段,為一套灰綠色薄層狀粉砂質板巖、板巖,局部夾鈣質細砂巖,并見有火山物質。區內所發現的銻金礦床均賦存于該地層的粉砂質板巖夾板巖或兩者互層的巖性段中,礦化具有多層性。

江東灣銻金礦床位于陶金坪復背斜西北翼邱家灣倒轉背斜之倒轉翼,基本上為單斜構造。次級褶皺發育,背、向斜相向近于平行展布,斷裂構造發育,主要為NNE—NE向,所有礦脈均賦存在該組斷裂構造中(圖3)[5-7]。沿走向、傾向均呈波狀延伸,具逆—平移性質及多期活動特點。斷裂由角礫巖(碎裂化板巖)、石英脈、輝銻礦脈及斷層泥組成,輝銻礦常呈扁豆體狀平行主剪切面分布,一般產于剪切斷裂帶上部,而金不僅產于斷裂帶內,也產于斷裂帶上、下盤蝕變圍巖中。

圖3 溆浦縣江東灣銻金礦床地質圖Fig.3 Geological map of Jiangdongwan Sb-Au deposit in Xupu County1—板溪群五強溪組上段 2—背斜及編號 3—倒轉背斜及編號 4—倒轉向斜及編號 5—斷層及編號 6—實測礦脈及編號、產狀 7—巖層產狀 8—見金礦鉆孔及編號 9—見礦化鉆孔及編號 10—未見礦鉆孔及編號 11—勘探線及編號

2.2 礦體特征

目前礦區在普查階段共圈定銻金礦脈10條,其中V1~V7分布于東西長約1780 m、寬250 m的范圍內,各脈大體平行展布,間距為8~90 m,具經濟價值的礦脈有V1、V2、V2-1、V3、V6及V7等6條礦脈(V2-1、V3為隱伏礦脈),成礦具有多層性。以代表性礦脈V1、V2-1為例簡述如下:

V1礦脈:地表走向長820 m,出露高程410~290 m,控制最低高程-134 m(ZK703)??傮w產狀為112°∠35°~77°,大致呈上緩下陡趨勢。已控制銻金礦體1個,走向長660 m,傾斜延深635m(垂深500 m),主要呈脈狀、薄板狀,次為扁豆狀產于礦脈中部偏底板一側,產狀較穩定(圖4)。其中① 25 m高程以上,據普查資料,礦體厚0.08~0.43 m,平均厚0.21 m。品位:Sb 7.37%~38.46%,平均21.56%;Au 0.8×10-6~13.06×10-6,平均3.77×10-6。Au與Sb品位變化呈負相關,相關系數-0.5。② 高程自25~-175 m的礦體,據礦山坑道系統取樣與普查鉆孔資料[5],礦體厚0.15~6.68 m,平均厚1.08 m。品位:Sb 0.23%~12.91%,平均0.95%;Au 1.31×10-6~5.11×10-6,平均4.45×10-6。礦體總的特征表現為深部以金礦化為主,銻呈減弱趨勢。如-134 m高程ZK703見礦,礦體厚6.68 m,Au的平均品位為5.11×10-6(其中單樣高達49.17×10-6,厚0.19 m)。金礦體頂部含有銻礦化,厚0.47 m,Sb品位為0.7%。

圖4 江東灣銻金礦床7線地質剖面圖Fig.4 Geological profile of prospecting line No.7 in Jiangdongwan Sb-Au deposit1—板溪群五強溪組上段 2—板巖 3—條帶狀粉砂質板巖 4—斷層 5—實測及推測礦脈及編號 6—鉆孔及編號 7—沿脈坑道

V2-1礦脈:為礦山生產中發現的隱伏礦脈,控制礦體1個,走向長達620 m,控制高程90~75 m,總體產狀為120°∠34°~74°,一般約為50°。礦體呈脈狀、豆莢狀及透鏡狀產于礦脈中部偏頂板一側。礦體厚0.20~0.63 m,平均厚0.40 m。品位:Sb 1.82%~11.79%,平均6.33%;Au 2.46×10-6~12.00×10-6,平均5.60×10-6。礦體厚度較穩定,礦化較均勻。

2.3 礦石特征

礦石礦物組成簡單。金屬礦物主要是輝銻礦、毒砂、黃鐵礦、自然金,氧化礦物為銻華、黃銻華、褐鐵礦。非金屬礦物主要是石英,次為白云石、方解石。

輝銻礦是最常見的金屬礦物,也是最重要的銻礦物。輝銻礦常包裹早期黃鐵礦、毒砂、石英,其金含量變化很大。毒砂是區內最主要的載金礦物。早期毒砂,呈粗粒自形晶體,浸染狀分布在蝕變板巖中,多與黃鐵礦共生。熱液期毒砂為細粒半自形—自形晶體,呈脈狀或團塊狀集合體產于石英脈中,伴生礦物有黃鐵礦、輝銻礦等。黃鐵礦主要有兩種產狀,其一為自形核狀晶體,浸染狀分布在蝕變板巖中,與粗粒自形毒砂連生;其二為細脈狀或塊狀集合體產于石英脈中,常被輝銻礦等穿插交代,黃鐵礦中金含量變化很大。

礦石結構主要有半自形—他形柱粒狀結構、不等粒他形柱狀結構、細粒狀結構及碎裂結構。礦石構造主要斑塊狀、脈狀、塊狀構造及星散狀、細脈狀構造,次為條帶狀,角礫狀構造。

礦石類型按礦石產出的地質特征,礦石自然類型可分為石英脈型銻金礦石,破碎帶型金礦石及蝕變板巖型金礦石,各類型礦石界線明顯。按礦石中元素組合,則可分為銻金礦石及砷金礦石。

礦石中的金主要以自然金的形式產出,約占金總量的93%[8],其次為含銀自然金及銀金礦。自然金粒度集中在0.5~30 μm的占85.12%,主要以次顯微金和顯微金形式存在,以不規則粒狀、細條狀、細脈狀形式賦存于毒砂、輝銻礦、黃鐵礦及石英的裂隙中,或產于毒砂、黃鐵礦及輝銻礦的邊界處,或被包裹在毒砂、黃鐵礦及輝銻礦中。

2.4 圍巖蝕變特征

礦區圍巖蝕變類型主要有硅化、毒砂化、黃鐵礦化、褪色化、綠泥石化及碳酸鹽化等。圍巖蝕變強度從礦體向兩側迅速減弱,總體上呈平行礦體展布的線型蝕變帶。蝕變厚度一般為3~40 cm。與銻金礦關系密切的主要有硅化、毒砂化、黃鐵礦化和絹云母化。

褪色化:是最常見的一種圍巖蝕變現象,是銻金礦化賦存的標志。一般發育在礦脈和構造裂隙上下盤。褪色帶與正常巖石呈過渡關系。

硅化:硅化在該礦區是最普遍的圍巖蝕變類型,特別是在構造裂隙發育部位更為強烈。常見于含礦斷裂及其上、下盤。主要表現為新生成石英呈脈狀、細脈狀沿斷裂破碎帶或圍巖裂隙充填或交代,常與輝銻礦化相伴。

毒砂化:為金礦區主要的圍巖蝕變類型,毒砂以粗粒自形、細粒半自形產于含礦斷裂及兩側的板巖褪色蝕變帶中,與金礦化關系最為密切,毒砂化愈發育,金礦化愈強。

黃鐵礦化:主要分布于斷裂或含礦斷裂帶內,一般以細粒黃鐵礦為主,其中金含量變化較大。

3 銻金礦脈的垂向分帶

江東灣銻金礦床部分礦脈裸露地表,如V1、V2及V7等礦脈,也有部分隱伏礦脈,如V2-1、V3等礦脈。從現有較系統的坑道揭露和少量鉆探工程揭露的-134 m高程礦化特征來看,礦脈存在著一定的垂向分布規律,而且礦脈沿傾向延深較大。

3.1 垂向分帶特點

1)江東灣銻金礦床垂向上總的趨勢是,淺部以銻金礦化或銻(金)礦化為主,向深部演化為以金礦化為主,銻礦化明顯減弱,此系同一熱液成礦階段所形成的礦物集合體在空間上的分布變化特點,表現在礦物組合上由石英-輝銻礦、毒砂(黃鐵礦)組合,向石英-毒砂、黃鐵礦組合更迭。

2)據區內上部坑道礦物爆裂法測溫結果,塊狀石英為330℃~190℃,銻礦化石英為308℃~178℃,一般為245℃,毒砂為332℃,黃鐵礦為253℃~250℃。該區自然金主要形成于石英-硫化物階段,表明礦床主要形成于中低溫度。

3)據礦區內主要礦脈(V1、V3等)Sb、Au含量變化,愈向深部金礦化愈強,其原因除了發育的硅化、毒砂化蝕變外,同時發育較強烈的黃鐵礦化,而且深部礦脈未發現賤金屬礦物(閃鋅礦、方鉛礦等),由此表明,自淺部向深部成礦的物理化學環境穩定,預示目前已控制的礦脈向深部仍有較大的延伸。由于該礦床成礦具有多層(條)性,和成礦的多期性,使客觀地質體表現得更為復雜。上述分帶是綜合分帶,因此在同一垂直方向上,各礦脈賦存高程不一,尤其是中、深部出現的盲礦體高程差異更大(圖4)。所以銻金的垂向分帶不可能位于同一高程上,應結合各礦脈中Sb、Au含量在空間上變化關系進行分析或判斷,但是總體呈現出“上銻下金”的垂向分帶規律。此外,同一條礦脈還可能存在“尖滅再現的”分帶現象,如V2脈礦體下部邊界在0 m高程附近已趨尖滅,-70 m高程局部見礦體,在0~-100 m高程坑道里,脈體毒砂化、硅化等蝕變仍較強,斷裂破碎帶寬度仍基本上與上部相近,構造活動強度也無明顯減弱,往深部存在隱伏金礦體的可能性極大。

4)根據熱液階段礦化作用在垂直空間分布和礦化作用形成時間的先后關系,本礦床銻金礦化垂向分帶具有正向垂向分帶的特征[9]。

3.2 成礦階段劃分

本礦床主要由6條大致平行的礦脈組成,其成礦過程包括兩個礦化階段。

早期階段:這一階段為變質(構造動力)熱液階段。主要出現在斷層兩側的蝕變板巖中,以金礦化為主,形成的礦石類型為蝕變板巖型,礦石平均含w(Au)=2.84×10-6、w(Sb)=0.21%、w(As)=0.62%。主要載金礦物為粗粒自形毒砂,金主要以次顯微金分布在粗粒毒砂中。毒砂單礦物的w(Au)=155×10-6。含金礦化蝕變礦物組分主要為毒砂。

晚期階段:這一礦化階段為熱液成礦階段,即石英-硫化物-自然金階段,系銻金礦化主要階段,也是形成銻金垂向分帶的主要階段。形成的礦石類型主要為石英脈型-銻金礦石、破碎帶型金礦石,礦石的平均w(Au)分別為4.66×10-6和3.98×10-6、平均w(Sb)分別為4.17%和0.25%、平均w(As)分別為0.56%、0.33%。該階段先期形成的細粒毒砂 [w(Au)=73×10-6] 呈脈狀或塊狀集合體,共生礦物黃鐵礦、輝銻礦并被輝銻礦、自然金穿插交代。該階段金礦化作用與銻礦化作用相伴發生,形成含金石英脈,但金并不與銻共生,而呈顯微金的形式與細粒毒砂、黃鐵礦共生(連生),Au-As-Sb的相關分析表明,Au-As密切相關(相關系數0.905),Au與Sb弱相關至負相關,顯示出Au-As的密切共生而Au與Sb發生分離。這與礦區金的礦化作用與砷礦化密切相關,而與銻礦化作用分離的現象是一致的,銻與金在整個礦化作用過程中表現出“不離其宗,不在其中”的地球化學規律[10-11]。

3.3 垂向分帶模式

研究表明,江東灣銻金礦垂向分帶屬于沉淀分帶(圖5),反映沉淀分帶的輝銻礦和自然金都屬于同一礦化階段形成的分帶現象,只表現在輝銻礦含量的減少和自然金含量的增加,輝銻礦和自然金的垂向分帶和含量消長關系,反映順向分帶,其成因是從同一含礦溶液中,可能由于各種礦物的物理化學特性的不同條件而沉淀的[12]。

圖5 江東灣銻金礦床垂向分帶模式示意圖Fig.5 Schematic diagram of the vertical zonation model of Jiangdongwan antimony-gold deposit

有關江東灣金礦床的垂向分帶的研究,對指導礦床深部找礦工作有很大的實用意義。然而,由于資料尚不完善,尤其是礦床深部礦相學、包裹體測溫、硫同位素組成等研究尚未開展,這樣,就有待在今后的找礦科研工作中進一步完善,為礦床深部預測工作提供更多的事實根據。

4 控礦要素

4.1 區域成礦環境

江東灣銻金礦床處在雪峰造山帶中段,安化—靖州深斷裂東側(上盤)。礦床產于前寒武系淺變質巖系,成礦受層位和巖性控制。區域上構造活動、變質作用及印支期花崗巖巖漿活動較強烈,有利于深部巖石中礦質的活化、礦液的運移以及礦床的形成。區內逆沖-推覆構造十分發育,并具多期活動的特點,控制了區域銻金礦床的空間分布,是礦床形成的主控因素。

4.2 地層-巖性因素

江東灣銻金礦床賦存于板溪群五強溪組含火山物質的泥質、砂質和砂泥質建造,礦化受地層層位和巖性控制明顯。據區域地層微量元素分析結果[17],板溪群馬底驛組的w(Au)=4.5×10-9,五強溪組的w(Au)=6×10-9[17],而礦區五強溪組則存在一個明顯的Au元素降低場[w(Au)1.63×10-9][11],暗示板溪群可能為區域上一個重要的礦源層和賦礦地層。含礦及賦礦巖石主要為粉砂質板巖夾板巖或兩者互層,礦體頂、底板主要為板巖。這種有利的巖性組合在空間上重復出現,是導致多層銻金礦化的重要地質因素(圖6)。同時,不同物理性能的巖石組合不僅構成礦體(化)的上、下屏蔽層(頂、底板以泥質為主的細碎屑巖沉積變質巖),而且力學性質不同的巖石互層或先存的不同巖性差異面,亦即原生構造的軟弱帶[18],有利于構造破碎帶的發育,為礦液的運移和沉淀提供了有利的空間。

圖6 江東灣銻金礦床ZK703鉆孔柱狀圖Fig.6 Histogram of ZK703 drilling hole in Jiangdongwan Sb-Au deposit

4.3 構造控礦因素

礦區導礦構造:區內銻金礦床(點)位于NE向陶金坪復背斜近軸部及區域洞坪(F1)、黑土坡(F2)2條斷層所夾持的構造斷塊內,斷裂切割較深,與褶皺一起以水平擠壓作用而形成,斷裂結構面具壓扭性特點。江東灣礦床的形成主要產在F1斷層上盤。該斷層為區域辰山—中華山大斷裂的組成部分,并通過F1與礦區西南部隱伏巖體相溝通,為變質基底中的Au等成礦物質活化、運移的通道,系礦區重要的導礦構造。

礦區容礦構造:主要為受復背斜兩翼平行的2條區域性斷層(F1、F2)的剪切作用,形成的一系列與之平行的次級NNE—NE向韌-脆性剪切斷裂破碎帶,具有多期活動性特點。成礦期,由于區域構造應力場的轉換,斷裂處于引張狀態,在斷裂走向方向發生轉折的地段,傾向方向由緩變陡的部位,構造張開,微裂隙發育,常形成擴容空間,形成良好的儲礦場所,容易在此發生減壓、降溫,成礦物質發生沉淀、富集、成礦[19-20]。

總之,區域F1斷層上盤及其派生的次級斷裂構成了江東灣銻金礦化運移、定位的有利導-容礦構造系統,礦脈主要受背斜軸部劈理化帶內呈線性的韌-脆性剪切帶控制。

4.4 巖漿巖與成礦

區內巖漿活動微弱,礦區及外圍無巖漿巖出露。礦區東南出露白馬山復式花崗巖基,黃茅園超單元巖體的w(Au)僅為0.5×10-9~3.0×10-9,平均2.31×10-9,低于酸性巖平均值,也低于本區地層平均含量,難以為金成礦提供Au來源。區域及礦區硫、氫氧同位素及微量元素配分模式研究[11,18],表明成礦熱液主要為變質熱液,晚期有大氣降水參與,與巖漿熱液關系不大。而從巖體接觸帶附近、巖體內構造帶有金、鎢、鉛鋅礦點及砂金分布來看,表明巖漿侵位時不僅提供熱源,而且將板溪群中的Au轉入熱液,為金的成礦提供熱源和部分物源也不無可能。

4.5 圍巖蝕變因素

礦區圍巖蝕變與礦化關系十分密切,蝕變帶主要沿斷裂帶展布,與礦化相伴產出。蝕變類型主要為褪色化、硅化、毒砂化,其次為黃鐵礦化、碳酸鹽化等。由熱液蝕變引起的成礦流體的降溫、降低硫化物活度、增加氧逸度或H2S的濃度等,可以造成硫化物沉淀。表明熱液蝕變也是重要的控制因素,對成礦預測和盲礦體探查都有其重要意義。

褪色化是銻金礦化賦存的標志。一般發育于礦脈和構造裂隙的上下盤,其厚度和發育強弱程度與礦化強度及構造裂隙發育程度有關。含銻金的石英脈均產于褪色蝕變帶中。硅化與銻礦化相伴。毒砂化是礦區特有的蝕變類型,不僅在本區,而且在礦區東部(如溆浦中都、隆回杏楓山等金礦[21])賦存于板溪群中的金礦床,都是以毒砂化為主的熱液蝕變,具有區域性的特點。毒砂化強度與金礦化強度一致。黃鐵礦化與金礦化關系密切,二者成正比增長。碳酸鹽化往往出現在礦化減弱、礦脈消失的地段。綠泥石化出現的地段一般無銻金礦化或很微弱。

上述礦區內的圍巖蝕變,均為中—低溫熱液蝕變,礦化的空間分布與賦礦地層中的蝕變帶完全一致,故可作為良好的找礦標志。凡是含礦的石英脈,其兩旁必有褪色蝕變;如石英脈兩旁無任何褪色蝕變現象,則該脈無礦化。礦體一般出現于褪色化、硅化、毒砂(黃鐵礦)化三者疊加地段,且蝕變體厚度大,蝕變強度高、毒砂和細粒黃鐵礦十分發育的地段,往往出現富厚的礦化。

4.6 礦床類型

江東灣銻金礦床大地構造位置位于元古代揚子板塊江南古島弧[22],海底火山活動將地殼深部多種金屬元素活化遷移,形成了一套含Sb、Au的復理石建造。巖層富含黏土質及硫化物,易于吸附金元素形成為初始含金礦源層。經加里東期、印支期多次構造-巖漿活動,使區內地層褶皺隆起,巖石變形并發生區域變質及剪切作用,形成的構造動力變質熱液,在熱動力驅動下促使深部成礦元素隨之上升、運移并不斷萃取地層中的Sb、Au元素形成含礦熱液,通過陶金坪復背斜翼部的區域性主干斷裂及軸部的流劈(片)理構造帶上升,導向次級背斜的斷裂剪切帶,經多次活化、遷移再加上后生富集,最終在與區域總體褶皺和斷裂作用同步演化的韌-脆性斷裂帶中定位成礦[23]。構造動力作用導致銻金礦床的形成[24],礦床類型為構造動力作用形成的中低溫熱液礦床。

5 深部找礦遠景

江東灣銻金礦床屬龍王江金礦集區蝕變破碎帶型礦床,礦化嚴格受斷裂構造控制。構造控礦是指引深部找礦的主導因素[25],因此,要加強控礦構造性質的研究,弄清礦體的時空結構、有利富集部位和控礦斷裂形態變化與成礦關系、空間再現規律以及銻金垂向分帶等,對指導深部找礦有著重要意義。

1)礦脈產于區域控礦斷層F1上盤次級斷裂破碎帶中,具有經濟價值的礦脈6條,成組成帶平行展布。容礦斷裂經歷了壓扭性至張扭性的力學性質轉變。成礦期斷裂先在反扭擠壓條件下成生,之后在順扭上隆引張條件下形成,斷裂具逆-平移性質,下切較深,破碎帶及旁側劈(片)理發育,在斷裂走向上發生轉折的地段或斷裂傾向上斷層傾角減小的地段,構造張開,微裂隙發育,從而形成具有延伸深度較大的脈(板)狀礦體,礦床成礦的構造條件十分有利。

2)在各條勘探線中,鉆孔均未完全打穿礦脈帶的底板,礦脈在深部仍有延伸;同時礦脈在傾向上也尚未完全控制,仍有向SE延深之勢,表明礦床深部找礦空間較大。如礦區最系統的勘探剖面7線剖面控制成礦深度最大的V1脈703孔,該脈出露最高高程為410 m,最低控制高程-134 m,垂深544 m,同一剖面(圖4)V2脈控制最低高程20 m,垂深430 m;V3脈控制最低高程-40 m,垂深450 m。而與相鄰的同類型泥潭沖金礦床相比,主要礦脈V3出露最高高程346 m,控制最低高程-425 m(未尖滅),垂深為771 m,江東灣礦床深部最低高程的礦體尚有291 m的找礦空間。但礦區未施工控制礦床的遠景鉆孔。根據礦脈形態產狀特征、厚度品位變化、礦物組合及銻金礦化垂向分帶,按照熱液礦床成礦流體產生深度,礦脈向深部有較大延伸,資源潛力較大。

3)銻金礦化在垂向上具有分帶現象,這對于尋找深部礦床(脈)具有重要意義。江東灣銻金礦床在垂向上淺部以銻金礦化或銻(金)礦化為主,向深部銻礦化明顯減弱,金礦化增強,這除了V1脈之外,V2脈最低見礦高程20 m處,平均品位:Sb 19.5%,Au 5.88×10-6,礦石由塊狀輝銻礦組成,具強烈黃鐵礦化、毒砂化。按照垂向分帶規律,該礦脈銻金礦除向深部繼續延伸外,其延伸后以銻金礦化也可能呈現深部銻礦化減弱金礦化增強的垂向分帶現象,其延伸的深部不亞于V1脈。V3脈最低見礦高程-40 m處,平均品位:Sb 0.18%,Au 1.58×10-6,該礦石具強黃鐵礦化、毒砂化,推斷延深部位金礦化會增強,并同樣產生銻金垂向分帶現象。其他如V7脈,已知礦體平均品位:Sb 25.95%,Au 2.71×10-6,礦體特征、礦石組成與圍巖蝕變與V2脈類似,預測其深部也可能出現再現的銻金垂向分帶現象。由于金礦化深度大于銻礦化深度,故礦床深部金礦化具有較大的成礦空間,沿有利的控礦構造在深部可能發現延伸礦脈或隱伏礦脈。

4)礦床賦存層位板溪群五強溪組上段巖性和巖石組合自地表淺部向深部變化穩定,均為含粉砂質板巖夾板巖或兩者互層,表明容礦巖石和圍巖條件對成礦十分有利。成(容)礦構造斷裂破碎帶向深部破碎強度增強,厚度增大,毒砂化、黃鐵礦化發育,金礦化增強,且隱伏礦脈增多,深部成礦環境有利。

5)根據湖南中西部銻金礦壤中汞氣找礦方法試驗結果,只要測定壤中汞氣的高含量或異常,就預示著深部有銻金礦床存在[26-27]。江東灣礦區壤中汞氣測量結果顯示,汞氣背景值為10~50 mg/m3,各礦脈異常明顯[5]。已知礦脈上方均有汞氣異常,V1脈峰值88~315 mg/m3,V2脈峰值142~635 mg/m3,V7脈峰值90~260 mg/m3。其他破碎帶、石英脈、蝕變帶等均有異常出現,峰值在70~200 mg/m3之間,預示其找礦前景良好。

6)據不完全統計,該礦床僅V1脈已探明的資源量:銻1.13 t,金3350 kg,而其他幾條主要礦脈(V2、V3、V7等)深部工作程度尚不夠,甚至還有未開展工作的礦脈。由此推測江東灣銻金礦床的資源量可達中型或中型以上的規模。

總之,江東灣銻金礦床已發現的礦脈構造、數量、延深情況、巖性、分散流化探和壤中汞氣化探異常及垂向分帶特征一致表明,該礦床深部找礦空間大,成礦地質條件優越,找礦前景良好。

6 結論

1)江東灣銻金礦床賦存于新元古界板溪群五強溪組淺變質巖中,分布于區域斷裂所夾持的地壘式斷塊上升隆起區。成礦受劈理化帶內呈線形的韌-脆性剪切斷裂控制。礦脈成組成帶出現,礦體主要呈脈狀、薄板狀及透鏡狀,空間上多條礦脈平行疊置產出,延深大,是龍王江礦集區最具資源潛力的銻金礦床。

2)區域性NE向韌性剪切帶上盤及其派生的次級NNE—NE向韌-脆性斷裂帶,構成了江東灣銻金礦運移、定位的有利導-容礦構造系統。其特征標志有劈理化帶、剪切斷裂帶,經多次韌-脆性變形有利于Sb、Au礦液滲透與遷移,在適宜的構造部位富集成礦。

3)礦區內斷裂破碎帶及其劈理化巖石中發育不同程度的熱液蝕變作用,褪色化、硅化、毒砂(黃鐵礦)化發育地段銻金礦化較強,其中毒砂化與金礦化呈正相關關系。礦化帶的空間分布位置與地層中的蝕變帶一致。

4)水系沉積物Au、As、Sb元素組合異常及土壤中汞氣異常,是銻金礦化有效的勘查指標,特別是壤中汞氣異??梢酝茢嘞路V脈及斷裂帶的地質意義。

5)本次研究的銻金垂向分帶現象,對指導礦床深部找礦具有重要意義。根據垂向分帶特征,結合礦脈形態和延伸狀況,可以預測江東灣銻金礦床的延深很可能比目前靠鉆探控制的深度要大。

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